KR20080022169A - 기판세정장치 및 기판세정방법 - Google Patents

기판세정장치 및 기판세정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판세정장치 및 기판세정방법에 관한 것으로, 기판의 스크러브세정을 실시할 때에, 2개의 다른 스크러브헤드(31, 32)를 이용한다. 스크러브헤드(31)는, 스크러브헤드(32)에 비해서, 오염물질의 제거기능력이 우수하다. 스크러브헤드 (32)가 스크러브헤드(31)를 추적하는 것과 같은 관계로, 스크러브헤드(31, 32)를 이동시킨다. 기판표면에서 제거된 오염물질을 기판표면에 재부착(전사)시키는 일 없이 세정할 수 있다.

Description

기판세정장치 및 기판세정방법{APPARATUS AND METHOD FOR WASHING SUBSTRATE}
본 발명은 기판세정장치 및 기판세정방법에 관한 것으로, 반도체웨이퍼나 LCD기판용 유리등의 기판표면에 부착한 오염물질을 세정하는 장치와 방법에 관한것이다.
반도체디바이스의 제조공정에 있어서는, 반도체디바이스가 형성되는 반도체웨이퍼의 표면의 청정도를 높게 유지할 필요가 있다. 이를 위해, 각 프로세스의 전후에서 웨이퍼표면을 세정하고 있다. 특히, 포토리소그래피프로세스 시에는 웨이퍼표면의 세정이 불가결하게 되기 때문에, 스크러브세정에 의해 웨이퍼의 표면에 부착한 미립자 등의 오염물질을 제거하고 있다. 스크러브세정은, 회전하는 웨이퍼의 표면에 세정액을 공급하면서, 회전하는 브러시를 웨이퍼의 표면에 접촉시켜서, 이 브러시를 웨이퍼의 표면의 중심부와 주연부 사이에서 이동시키는 것에 의해 실시된다.
근년에 들어서는 웨이퍼의 대경화(大徑化)가 진행되고 있다. 이와 같은 대경화한 웨이퍼를 세정할 때, 하나의 브러시를 몇번이나 왕복시켜서는, 세정효율을 향 상시킬 수 없으며, 세정시간도 길어진다.
특개평 10 - 308370 호공보에 개시된 기판세정장치에서는, 스루풋의 향상을 꾀하기 위해서, 웨이퍼의 표면을 2개의 세정브러시를 이용하여 세정하고 있다. 그렇지만, 2개의 같은 브러시를 웨이퍼표면에 접촉시켜서 세정한 경우, 한쪽 브러시에 의해 기판표면에서 제거된 오염물질이 다른쪽 브러시에 부착하여, 이 부착한 오염물질이 웨이퍼표면에 재부착(전사)하는 경우가 있다. 재부착한 오염물질을 씻어 떨어뜨리기 위해서, 세정조작을 반복해서 실시할 필요가 있다. 이것에 의해, 세정시간이 길어 질 뿐만 아니라, 과도한 세정에 의해 웨이퍼표면에 손상을 주게 되어 버린다. 또, 브러시의 청정도를 회복하기 위해서, 세정후의 브러시를 장시간 세정할 필요가 있다. 또, 세정시간이 길어지면, 마모나 모양이 망그러지는 등의 브러시열화가 진행되어, 브러시교환을 위해서 세정장치를 정지하는 빈도가 증가한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 기판표면에서 제거한 오염물질이 기판표면에 재부착(전사)하는 것을 방지하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 재질, 구조 혹은 사용형태가 다른 제 1 및 제 2 스크러브헤드, 즉, 2개의 세정구를 협동시켜서 세정을 하는 것을 특징으로 한다.
제 1 및 제 2 스크러브헤드의 관계는, 이하와 같은 것으로 할 수있다;
(1) 제 1 스크러브헤드가 제 2 스크러브헤드보다도 기판표면에 부착한 오염물질의 제거능력이 뛰어나고, 제 2 스크러브헤드가 제 1 스크러브헤드보다도 오염물질의 부착성이 낮다.
(2) 제 1 스크러브헤드가 브러시 또는 스폰지를 가지고, 제 2 스크러브헤드가 세정액이 공급되는 공간을 그 내부에 가지며, 또한 그 표면이 상기 공간에 공급된 세정액을 방출하기 위한 다수의 구멍을 가지는 다공질재에 의해 형성된다.
(3) 제 1 스크러브헤드가, 세정처리중에, 기판과 실질적으로 접촉하는 듯한 높이로 유지되며, 제 2 스크러브헤드는, 세정처리중에, 제 2 스크러브헤드가 기판상에 존재하는 세정액의 막을 통해서 기판과 접촉하는 듯한 높이로 유지된다.
(4) 제 1 스크러브헤드는 자전하면서 이동하고, 제 2 스크러브헤드는 자전하지 않고 이동한다.
더욱 바람직스럽게는 제 1 및 제 2 스크러브헤드는, 제 2 스크러브헤드가 제 1 스크러브헤드를 추적하도록 이동된다.
더욱 바람직스럽게는, 세정처리시에는 기판이 회전한다. 이때, 바람직하게는 제 1 및 제 2 스크러브헤드는, 기판의 중심에서 기판의 주연을 향해서 이동한다. 이때, 바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 스크러브헤드의 이동속도는, 기판의 주연에 가까워짐에 따라서 작아 진다. 또, 바람직하게는, 기판의 회전속도는, 제 1 및 제 2 스크러브헤드가 기판의 주연에 가까워짐에 따라서 작아진다.
본 발명에 의하면, 복수의 스크러브헤드를 이용하여 웨이퍼(W)의 표면전체를 효율좋고 단시간안에 세정할 수 있게 된다. 또, 기판표면에서 제거된 오염물질을 기판표면에 재부착(전사)시키는 일 없이 세정하는 것이 가능하다. 또, 세정시간의 단축화를 도모할 수 있는 점에서 스루풋이 향상하고, 기판세정장치의 설치대수를 줄일 수 있는 것도 가능하다. 이것에 의해 세정시스쳄전체의 소형화를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 호적한 실시예를, 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 실시예에 따른 기판세정장치(7, 8, 9 ,10)를 구비한 세정시스템 (1)의 사시도이다. 세정시스템(1)에는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용하는 캐리어(C)가 반입된다. 세정시스템(1)에 있어서는, 캐리어(C)에서 웨이퍼(W)가 1매씩 꺼내어져 세정 및 거노되고, 재차 캐리어(C)내로 되돌아 간다.
세정시스템(1)의 측부에는 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)를 4개 재치할 수 있는 재치부(2)가 설치되어 있다. 재치부(2)에는 캐리어(C)에 대해서 웨이퍼(W)를 1매씩 반출 및 수용하는 반출수납암(3)이 설치되어 있다. 암(3)은, 재치부(2)에 재치된 캐리어(C)의 배열방향으로, 또한 캐리어(C)를 향해서 진출 및 후퇴하는 방향으로 이동할 수 있다.
세정시스템(1)의 중앙에는 반송로(6)가 설치되어 있다. 반송로(6)에는, 반송로(6)을 따라서 이동이 자유로운 반송암(4)이 설치되어 있다. 반송로(6)의 양측에는, 기판세정장치(7, 8, 9, 10)가 배치되어 있다. 반송암(4)은, 각 세정장치 (7, 8, 9, 10)에 대해서 웨이퍼(W)를 1매씩 반출입할 수 있다. 반송암(4)은, 반출수납암(3)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 1매씩 수수할 수 있다.
다음에, 기판세정장치(7, 8, 9, 10)에 대해서 설명한다. 기판세정장치(7∼10)은 모두 동일 구조를 갖기 때문에, 기판세정장치(7)를 예를 들어 설명한다. 도 2 는 기판세정장치(7)의 평면도이고, 도 3 은 기판세정장치(7)의 종단면도이다.
기판세정처리장치(7)는, 케이스(20)를 가진다. 케이스(20)의 거의 중앙에는, 웨이퍼(W)를 수평으로 흡작지지하는 스핀척(22)이 설치되어 있다. 스핀척(22)은, 모터(21)에 의해서 회전한다. 스핀척(22)의 주위에는, 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 세정액 등이 주위로 비산하는 것을 방지하는 컵(23)이 설치되어 있다.
케이스(20)의 앞면(도 1에 나타내는 세정시스템(1)에 있어서, 반송로(6)에 면하는 측면)에는, 셔터(24)가 설치되어 있다. 셔터(24) 는, 반송암(4)에 의해서 웨이퍼(W)가 기판세정장치(7)에 대해서 반입출될 때에 열리고, 세정처리중은 닫힌 다.
셔터(24)의 반대측에는, 가이드레일(25)이 배치되어 있다. 제 1 암(26) 및 제 2 암(27)의 기단이, 가이드레일(25)에 장착되어 있다. 제 1 암(26) 및 제 2 암(27)의 기단에는 각각, 액츄에이터(26a, 27a)가 설치되어 있다. 액츄에이터 (26a, 27a)를 동작시키는 것에 의해, 제 1 및 제 2 암(26, 27)은, 가이드레일(25)을 따라서 이동한다. 제 1 및 제 2 암(26, 27)의 이동속도는, 서로 독립하여 변화시킬 수 있ㄷ. 도 2 에서는, 제 1 및 제 2 암(26, 27)이 컵(23)의 옆으로 이동하여 대기하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 3 에서는, 제 1 및 제 2 암(26, 27)이 컵(23)의 위쪽으로 이동하여 웨이퍼(W)를 세정하고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 2 및 도 3 에 나타내듯이, 기판세정장치(7)에는, 컵(23)의 위쪽을 이동이 자유로운 노즐(60)이 배치되어 있다. 이 노즐(60)에 의해서, 순수 등의 세정액을 웨이퍼(W)의 표면으로 공급한다.
도 4 에 나타내듯이, 제 1 암(26)이 앞끝 아래면에는, 지주(35)를 통해서, 고정된 제 1 구동장치(36)가 장착되어 있다. 제 1 구동장치(36)는, 아래쪽으로 돌출하는 승강회전축(37)과, 승강회전축(37)을 승강 및 회전시키는 승가회전기구(38)를 가지고 있다. 따라서, 제 1 스크러브헤드(31)는, 승가회전기구(38)에 의해, 승강 및 회전이 자유롭다. 승강회전기구(38)은, 제 1 스크러브헤드(31)의 상하방향위치를 조절할수 있는 것을 뿐만 아니라, 제 1 스크러브헤드(31)의 웨이퍼(W)에 대한 접촉압을 조절할 수도 있다. 승강회전축(37)의 중심을, 순수등의 세정액을 공급하기 위한 세정액공급로(39)가 관통하고 있다.
도 4 에 나타내듯이, 제 2 암(27)의 앞끝 하면에는, 지주(45)를 통해서, 고정된 제 2 구동장치(46)가 장착되어 있다. 제 2 구동장치(46)는, 아래쪽으로 돌출하는 승강축(47)과, 승강축(47)을 승강 및 회전시키는 승강기구(48)를 가지고 있다. 승강축(47)의 하단에는, 제 2 스크러브헤드(32)가 장착되어 있다. 따라서, 제 2 스크러브(32)는, 승강기구(48)에 의해, 승강이 자유롭다. 승강측(47)의 중심을, 순수등의 세정액을 공급하기 위한 세정액공급로(49)가 관통하고 있다. 세정액공급로 (49) 내에는 초음파발진자(52)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 제 2 스크러브헤드(32)에서 유출시키는 세정액에 초음파진동을 가할 수 있다. 또, 승강기구(48)를 대신하여 승강회전기구(38)를 설치하고, 제 2 스크러브헤드(32)를 회전이 자유롭게 해도 좋다.
도 5 에 나타내듯이, 제 1 스크러브헤드(31)는, 기재(40)와, 기재(40)에 심어진 브러시(41)로 구성되어 있다. 브러시(41)는 전체로서 원주형상으로 되어 있다. 제 1 스크러브헤드(31)의 중앙에는 유로(42)가 형성되어 있고, 승강회전축(37) 내의 세정액공급로(39)에서 공급된 세정액은, 이 유로(4)를 통하여 제 1 스크러브헤드(31)의 하부에서 토출된다. 브러시(41)로서는, 털이 질긴 나일론브러시 등으로 이루어지는 경질 브러시, 또는 털이 부드러운 모헤어브러시로 이루어지는 연질 브러시를 이용할 수 있다. 또, 브러시(41)를 대신하여 중앙에는 유로가 형성된 원주형상의 스폰지를 이용해도 좋다. 스폰지의 재료로서는, PVA(폴리비닐알콜)나 PP(폴리프로필렌) 등을 이용할 수 있다.
도 6 에 나타내듯이, 제 2 스크러브헤드(32)는, 기재(50)와, 기재에 고착된 중공으로 꼭대기면이 개구한 원주형상의 심재(51)와, 심재(51)의 외표면 전체를 덮은 피복(52)으로 구성되어 있다. 피복(52)은 심재(51)의 표면에 열용착에 의해 고착된다. 심재(51) 및 피복(52)은, 어느 경우나 투수성 재료로 구성되어 있다. 따라서, 승강축(47) 내의 세정액공급로(49)에서 제 2 스크러브헤드(32)에 공급된 세정액은, 피복(52)의 전체에서 유출시킬수 있다. 피복(52)의 재료로서는, 다공질의 수지재료, 예를들면 불소수지나 폴리오레핀수지를 이용할 수 있다.
특히, 호적하게는, 피복(52)의 재료로서, 구멍의 크기가 0.01 ∼ 수백 ㎛ 정도의 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)수지가 이용된다. PTFE로서, 예를들면, 알콜에 침지한 친수성의 PTFE 또는 증발처리를 가한 발수성(소수성)의 PTFE의 어느것도 이용할 수 있다. 친수성의 PTFE는, 세정수를 통과하기 쉽고, 피복(52)이 표면에 오염물질이 부착하여도 간단하게 흘러 씻을 수 있다. 한편, 발수성의 PTFE는 오염물질을 세정수와 함께 겉돌게 할 수 있으며, 피복(52)의 표면에 오염물질의 부착을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또, 피복(52)의 재료에 폴리오레핀수지를 이용하는 경우에는, 구멍의 크기가 수 ㎛ ∼ 수십 ㎛ 이다. 내전방지처리를 실시한 것을 이용하는 것이 호적하다.
제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드(32)를 비교하면, 제 1 스크러브헤드(31)이 웨이퍼(W)의 표면에 부착한 오염물질의 제거능력이 높으며, 제 2 스크러브헤드(32)가 오염물질의 부착성이 낮다. 제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드(32)의 성능의 차이는, 양자의 구조차이, 재질의 차이, 양자의 사용방법(나중에 설명한다)의 차이에 기인하고 있다.
다음에, 작용에 대해서 설명한다. 우선 도시하지 않은 반송로봇에 의해 아직 세정되어 있지 않은 웨이퍼(W)를 예를들면 25매씩 수납한 캐리어(C)가 재치부(2)에 재치된다. 재치부(2)에 재치된 캐리어(C)에서 반출수납암(3)에 의해서 1매씩 웨이퍼(W)가 반출되고, 반출수납암(3)에서 반송암(4)에 웨이퍼(W)가 넘겨진다. 반송암(4)에 의해서, 웨이퍼(W)는 기판세정장치(7∼10)의 어느 하나에 반입되고, 웨이퍼(W)의 표면에 부착하고 있는 미립자 등의 오염물질이 세정, 제거된다. 세정처리된 웨이퍼(W)는, 재차 반송암(4)에 의해서 기판세정장치(7∼10)에서 반출되고, 반출수납암(3)에 건네지고, 재차 캐리어(C)에 수납된다.
다음에, 기판세정장치(7)에서의 세정에 대해서 설명한다. 스핀척(22)은, 반송암(4)에 의해서 반입된 웨이퍼(W)를 지지하고, 웨이퍼(W)를 300 ∼ 500 rpm으로 회전시킨다. 그리고, 노즐(60)을 웨이퍼(W)의 표면의 위쪽으로 이동시키고 순수 등의 세정액을 웨이퍼(W)의 표면에 공급하고, 웨이퍼(W)의 표면에 세정액이 액막(61)을 형성한다. 그리고, 제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드(32)를 이동시키면서, 웨이퍼(W)의 표면전체를 세정한다.
우선, 제 1 스크러브헤드(31)를, 웨이퍼(W)의 중심(O)의 위쪽으로 이동시킨 후, 하강시키고, 웨이퍼(W)의 중심(O)에 접속시킨다. 이 경우, 도 4 에 나타내듯이, 제 1 스크러브헤드(31)의 아래면(브러시이 앞끝 또는 스폰지의 아래면)이 웨이퍼(W)의 표면에 접하는 높이까지 제 1 스크러브헤드(31)를 하강시켜도 좋다.
이후, 도 7에 나타내듯이, 제 1 스크러브헤드(31)를 웨이퍼(W)의 중심(O)에서 웨이퍼(W)의 주연(W')까지 이동시킨다. 전술한 바와 같이 스핀척(22)에 의해서 웨이퍼(W)는 회전하고 있으므로, 제 1 스크러브헤드(31)를 웨이퍼(W)이 중심(O)에서 주연(W')까지 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면전체를 세정할 수 있다. 또, 이 경우, 도 7 중의 일점쇄선(31')로 나타내듯이, 우선 제 1 스크러브헤드(31)를 웨이퍼(W)의 중심(O) 보다도 조금 앞 위치에 접촉시키고, 이 후, 웨이퍼(W)의 주연(W')까지 이동시켜도 좋다. 그렇게 하면 웨이퍼(W)이 중심(O) 근방을 확실하게 누출없이 세정할 수 있다. 또, 이 경우, 최초에 제 1 스크러브헤드(31)를 웨이퍼(W)의 주연(W')에 접촉시키고, 웨이퍼(W)의 주연(W')에서 웨이퍼(W)의 중심(O)까지 이동시켜도 좋다. 또, 제 1 스크러브헤드(31)를 웨이퍼(W)의 중심(O)까지 이동시킨 후, 더욱이, 웨이퍼(W)의 주연(W')까지 재차 이동시켜도 좋다.
이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 표면전체를 제 1 스크러브헤드(31)에 의해서 세정하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 부착하고 있던, 예를들면, 미립자, 유기오염물, 금속불순물 등의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다 . 또, 이와 같이 제 1 스크러브헤드(31)에 의한 세정을 실시하는 경우, 전술의 제 1 구동장치(36)의 구동에 의해 제 1 스크러브헤드(31)를 이동시키는 동시에, 세정액공급로(39)를 통하여 공급한 세정액을 제 1 스크러브헤드(31)의 하면에서 토출시키면 좋다. 제 1 스크러브헤드(31)를 회전시키는 것에 의해서 웨이퍼(W) 표면에 부착한 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 제거한 오염물질을 세정액으로 씻어 낼 수 있다.
또, 한편으로, 제 2 스크러브헤드(32)를, 웨이퍼(W)의 중심(O)의 위쪽으로 이동시킨 후, 하강시키고, 제 2 스크러브헤드(32)와 웨이퍼(W)의 사이에 아주 작은 틈새가 존재하는 상태로 한다. 상세하게는, 도 4 에 나타내듯이, 제 2 스크러브헤 드(32)의 피복(52)의 하면이 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 세정액의 액막(61)에는 접촉하지만 웨이퍼(W)의 표면에는 접촉하지 않도록, 제 2 스크러브헤드(32)를 하강시킨다.
제 2 스크러브헤드(32)는, 피복(52)의 표면전체에서 세정액을 유출하는 것에 의해, 웨이퍼(W) 위에서 들뜬 상태를 유지할 수있다. 이후, 도 8 에 나타내듯이, 피복(52)의 하면이 웨이퍼(W) 표면의 액막(61)에는 접하지만 웨이퍼(W)의 표면엔ㄴ 접하지 않는 상태를 유지하면서, 제 2 스크러브헤드(32)를 웨이퍼(W)의 중심(O)에서 웨이퍼(W)의 주연(W')까지 이동시킨다. 전술한 바와 같이 스핀척(22)에 의해서 웨이퍼(W)는 회전하고 있으므로, 이와 같이 제 2 스크러브헤드(32)를 웨이퍼(W)의 중심(O)에서 주연(W')까지 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 표면전ㅊ를 세정할 수있다. 이 경우, 도 8 중 일점쇄선(32')로 나타내듯이, 우선 제 2 스크러브헤드(32)를 웨이퍼(W)의 중심(O)보다도 조금 앞의 위치에 접촉시키고, 이후, 웨이퍼(W)의 주연(W')까지 이동시켜도 좋다. 이렇게 하면, 웨이퍼(W)의 중심(O) 근방을 확실하게 누출없이 세정할 수 있다.
이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 표면전체에 제 2 스크러브헤드(32)를 상대적으로 이동시켜서 세정하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 남아 있던 오염물질을 더 씻어 낼 수 있ㄷ. 이와 같이, 제 2 스크러브헤드(32)에 의해서 웨이퍼(W)표면을 세정하는 겨우, 제 2 스크러브헤드(32)는 제 1 스크러브헤드(31)에 비해서 오염물질의 부착성이 낮기 때문에, 세정시에 오염물질이 부착할 걱정이 없고, 웨이퍼(W)의 표면에 오염물질을 재부착(전사)시키지 않고 세정할 수 있다.
이상과 같이, 웨이퍼(W)의 표면전체를 제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드(32)에 의해서 세정하는 경우, 도 9 에 나타내듯이, 제 1 스크러브헤드(31)를 제 2 스크러브헤드(32)가 추적하도록, 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31,32)를 웨이퍼(W) 표면에 있어서 이동시키면 좋다. 이와 같이 하면, 우선 최초에 오염물질의 제거능력이 뛰어난 제 1 스크러브헤드(31)가 웨이퍼(W) 표면에 부착한 오염물질을 효과적으로 제거하고, 다음에, 오염물질의 부착성이 낮은 제 2스크러브헤드(32)가 웨이퍼(W) 표면에 오염물질을 재부착시키는 일 없이 웨이퍼(W) 표면을 확실하게 세정한다.
또 스핀척(22)에 의해서 웨이퍼(W)를 회전시키면서 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31,32)를 웨이퍼(W)의 반경방향으로 이동시키는 것에 의해 웨이퍼(W)의 표면전체를 세정하는 경우에는, 도 10에 나타내듯이, 제 1 및 제 2 스크러브헤드 (31,32)의 이동속도(V)를, 제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드(32)가 웨이퍼(W)의 중심(O)에 있을 때에 비해서, 제 1 스크러브헤드(31)와 제 2 스크러브헤드 (32)가 주연(W')에 있을 때에 작게하는 것이 호적하다. 이것을 대신하여, 도 11에 나타내듯이 웨이퍼(W)의 회전속도(ω)는, 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31,32)와 웨이퍼(W)의 상대속도, 즉, 세정구가 웨이퍼에 미치는 영향을 균일하게 하기 위해서 조정된다.
또, 상기와 같이, 스크러브헤드(31,32)의 이동속도의 조정 및 스핀척의 회전속도의 조정을 실시하기 위해, 컨트롤러(30)가 설치되어 있다.
이렇게 해서, 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31,32)에 의한 세정을 종료한 후, 더욱이 노즐(60)에서 순수 등의 세정액을 토출시켜서 웨이퍼(W)를 린스처리한다. 이후, 모터(21)의 회전수를 증가하여, 웨이퍼(W)를 1000 ∼ 2000 rpm 으로 고속회전시켜서, 세정액을 뿌리쳐서 스핀건조를 실시한다. 세정처리가 종료한 웨이퍼(W)는, 전술한 바와 같이 재차 반송암(4)에 의해서 기판세정장치(7)에서 반출되어, 반출수납암(31)에 건내져서, 재차 캐리어(C)에 수납된다.
본 실시예의 세정시스템(1)(기판세정장치(7))에 의하면, 2개의 스크러브헤드 (31,32)를 이용하여 웨이퍼(W)의 표면전체를 효율좋게 세정하는 것이 가능하다. 이때문에, 직경 30 mm 의 대경화한 웨이퍼(W)라도 효율좋게 단시간안에 세정할 수있다. 또, 최초에 제 1 스크러브헤드(31)로 세정하고, 그후, 제 2 스크러브헤드(32)로 세정을 실시하는 것에 의해, 우선, 제 1 스크러브헤드(31)에 의해서 웨이퍼(W)의 표면에 부착하고 있던 예를들면, 미립자, 유기오염물, 금속불순물 등의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이어서, 제 2 스크러브헤드(32)에 의해서 웨이퍼(W) 표면에 오염물질을 재부착하지 않고 계속해서 세정할 수 있다. 이렇게 해서, 2개의 스크러브헤드(31,32)이 부담은 경감되고, 장기에 걸쳐서 제 1 스크러브헤드 (31)와 제 2 스크러브헤드(32) 를 사용할 수 있고, 보수유지의 수고도 경감된다 도, 세정시간의 단축화를 도모할 수 있는 점에서 스루풋을 향상하고, 시스템내의 기판제정장치의 설채대수를 줄이는 것도 가능하다. 그래서 세정시스템(1) 전체의 소형화를 꾀할 수 있다.
또, 도 2 및 도 3 에 나타내는 기판세정장치는, 이하와 같이 개변할 수 있다.
기판세정장치는 도 12에 나타내듯이, 구성할 수 있다. 도 12 에 나타내는 기판세정장치(70)는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 기판세정장치(7)에 대해서, 웨이퍼 (W)의 표면의 주연부에 초음파진동을 가한 순수 등의 세정액을 공급하는 메가소닉노즐(71)과, 웨이퍼(W)의 이면에 순수 등의 세정액을 공급하는 이면세정노즐(72)를 더 구비한 점만이 다르다.
도 12 에 나타내는 기판세정장치(70)에 있어서는, 세정에 대해, 메가소닉노즐(71)은, 주로 웨이퍼(W) 표면의 주연부를 향해서 초음파진동을 가한 세정수를 토출한다. 한편, 이면세정노즐(72)은 주로 웨이퍼(W) 이면의 주연부를 향해서 세정액을 토출한다. 그러면, 웨이퍼(W) 표면에 공급된 세정수에 가해진 초음파진동이, 웨이퍼(W) 주연부를 통과하여 이면측에 도달하고, 웨이퍼(W) 이면의 주연부에 공급된 세정액에도 초음파 진동이 가해진다. 이 때문에, 웨이퍼(W) 이면의 주연부도 효율좋게 세정할 수 있다. 또, 이 경우, 웨이퍼(W)의 회전속도는, 너무 빠르면 웨이퍼(W)의 주연부에 세정액이 고이기 어렵게 되기 때문에, 적절한 회전속도, 예를들면, 300 ∼ 1500 rpm 으로 하면 좋다.
기판세정장치는, 도 13에 나타내듯이 구성할 수도 있다. 도 13에 나타내는 세정처리장치(75)는, 가이드레일(25)를 따라서 이동하는 유일한 암(76)을 가지고, 암(76)의 앞끝 아래쪽에 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31, 32)를 나란히 세워 장착되어 있다. 이와 같이 유일한 공통암(76)을 설치하는, 장치구성이 간략화되고, 장치코스트도 저렴하게 된다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 기판세정장치에 있어서, 2개의 가이드레일(25)를 설치하고, 양 가이드레일에 제 1 암(26) 및 제 2 암(27)을 각각 장착해도 좋다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 기판세정장치에 있어서는, 도 7 ∼ 도 9에 나타내듯이 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31, 32)를 직선적으로 (웨이퍼(W)의 반경방향)이동시키고 있지만, 제 1 및 제 2 스크러브헤드(31, 32)가 곡선적으로 움지이는 것과 같은 구성드로 하여도 좋다. 예를들면, 도 2 에 나타내는 듯한 병진운동을 하는 암(26, 27)을 대신하여, 선회운동하는 암을 이용해도 좋다.
스크러브헤드의 순느 2개로 한정되는 것이 아니고, 3 개 이상이라도 좋다.
세정액은 순수에 한하지 않고, 인산용액, 인산, 황산의 혼합액, APM용액(암모니아 + 과산화수소수 + 순수), HPM용액(염산 + 과산화수소수 + 순수), SPM용액(황산 + 과산화수소수) 등 이라도 좋다.
세정대상기판은 웨이퍼에 한정하지 않고, LCD기판, CD기판, 프린트기판, 세라믹기판 등이라도 좋다.
도 1 은 본 발명에 의한 기판세정장치를 편입할 수 있는 세정시스템이 일예를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 의한 기판세정장치이 일실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3 은 본 도 2 에 나타내는 기판세정장치의 종단면도이다.
도 4 는 도 2 및 도 3에 나타내는 스크러브헤드의 구성을 나타내는 도이다.
도 5 는 제 1 스크러브헤드의 확대단면도이다.
도 6 은 제 2 스크러브헤드의 확대단면도이다.
도 7 은 제 1 스크러브헤드의 이동궤적을 설명하는 평면도이다.
도 8 은 제 2 스크러브헤드의 이동궤적을 설명하는 평면도이다.
도 9 는 제 1 및 제 2 스크러브헤드의 이동궤적을 설명하는 평면도이다.
도 10 은 스크러브헤드의 이동속도와 위치의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11 은 웨이퍼의 회전속도와 스크러브헤드의 위치관계를 나타내는 그래프이다.
도 12 는 본 발명에 의한 기판세정장치의 다른 실시예를 나타내는 종단면도이다.
도 13 은 본 발명에 의한 기판세정장치의 또 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 세정시스템 2 : 재치부
3 : 반출수납암 4 : 반송암
6 : 반송로 7, 8, 9, 10 : 기판세정장치
20 : 케이스 21 : 모터
22 : 스핀척 23 : 컵
24 : 셔터 25 : 가이드레일
26 : 제 1 암 27 : 제 2 암
31 : 제 1 스크러브헤드 32 : 제 2 스크러브헤드
35, 45 : 지주 36 : 제 1 구동장치
37 : 승강회전축 38 : 승강회전구
39, 49 : 세정액공급로 40, 51 : 세정구본체
47 : 승강축 48 : 승강기구
50 : 심재 53 : 초음파발진자
60 : 노즐 C : 캐이어
W : 웨이퍼

Claims (2)

  1. 기판세정장치에 있어서,
    기판을 지지하는 기판홀더와,
    기판홀더에 의해 지지된 기판을 세정하기 위해서 협동하는 제 1 및 제 2 스크러브헤드를 구비하고,
    상기 제 1 스크러브헤드는, 세정처리중에, 기판과 실질적으로 접촉하는 것과같은 높이로 유지되고,
    상기 제 2 스크러브헤드는, 세정처리중에, 상기 제 2 스크러브헤드가 기판상에 존재하는 세정액의 막을 통해서 기판과 접촉하는 것과 같은 높이로 유지되는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 스크러브헤드는, 상기 오염물질을 상기 기판표면에서 제거하는 브러시 또는 스폰지를 가지고,
    상기 제 2 스크러브헤드는, 세정액이 공급되는 공간을 그 내부에 가지며, 또, 그 표면이 상기 공간에 공급된 세정액을 방출하기 위한 다수의 구멍을 가지는 다공질재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
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